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第33頁高中化學(xué)會考生活應(yīng)用篇計算機芯片要求使用高純度的單晶硅。CCl4與水在高溫下反應(yīng)會產(chǎn)生有毒物質(zhì),不能用來滅火。丁達(dá)爾效應(yīng)在日常生活中隨處可見。例如,當(dāng)日光從窗隙射入暗室,或者光線透過樹葉間的縫隙射入密林中時,可以觀察到丁達(dá)爾效應(yīng);放電影時,放映室射到銀幕上的光柱的形成也屬于丁達(dá)爾效應(yīng)。豆腐、肉凍、果凍是生活中經(jīng)常見到的凝膠態(tài)物質(zhì)。工廠中常用的靜電除塵裝置就是根據(jù)膠體粒子的帶電性而設(shè)計的。存在于污水中的膠體物質(zhì),常用加明礬、硫酸鐵等電解質(zhì)的方法進行處理。實驗室中,要把鈉保存在石蠟油或煤油中,以隔絕空氣。注:Na不保存在CCl4(密度?。┡c汽油(易揮發(fā))中火災(zāi)現(xiàn)場有大量活潑金屬存放時,不能用水滅火,必須用干燥沙土來滅火。因為多數(shù)金屬單質(zhì)有較強的還原性,所以在自然界中多以化合態(tài)存在,只有極少數(shù)極不活潑的金屬如金等以游離態(tài)存在。俗名:Na2CO3-純堿,蘇打NaHCO3-小蘇打Na2SiO3(aq)-水玻璃Fe2O3-鐵紅Fe3O4-磁性氧化鐵KAl(SO4)2.12H2O4-明礬焰色反應(yīng)可以用Fe絲/鉑絲,用HCl而不是用H2SO4Al2O3是冶煉金屬的原料,也是一種比較好的耐火材料用途:制造耐火坩堝,耐火管和耐高溫的實驗儀器Al(OH)3是醫(yī)用的胃酸中和劑中的一種明礬可用作凈水劑FeO是一種黑色粉末,不穩(wěn)定→受熱、氧化Fe3O4Fe3O4磁性黑色晶體Fe2O3紅棕色粉末,常用作紅色油漆和涂料赤鐵礦(Fe2O3)煉鐵原料鐵的氧化物不溶于水,也不與水起反應(yīng)Fe0,Fe2O3→堿性氧化物18.Cu2+(aq)有毒 蛋白質(zhì)(變性)19.黃銅(Cu,Sn,Pb,Al)白銅(Cu,Ni,Zn,Mn)合金鋼(其他合金元素)20.碳素鋼{低<0.3%,中~0.3%~0.6%,高~>0.6%21.金屬材料分為黑色金屬材料和有色金屬材料。黑色金屬材料通常包括鐵、錳、鉻以及它們的合金,是應(yīng)用最廣的金屬結(jié)構(gòu)材料。除黑色金屬以外的其他各種金屬及其合金都統(tǒng)稱為有色金屬。有色金屬品種繁多,又可分為輕金屬、重金屬、高熔點金屬、稀土金屬和貴金屬等。金屬材料也可分為純金屬和合金。純金屬的強度較低,較少作為結(jié)構(gòu)材料,但也有重要的用途。例如,用純銅、純鋁制作導(dǎo)線,用純銅制電器部件,用純的貴金屬制關(guān)鍵部位觸點等。工業(yè)上用的金屬材料大多是合金,如由銅和錫組成的青銅,由鋁、銅、鎂和硅組成的硬鋁等。合金也可以由金屬元素和非金屬元素組成,如碳鋼主要是由鐵和碳組成的合金。22.結(jié)晶形和無定形統(tǒng)稱硅石。石英晶體是結(jié)晶的二氧化硅。石英中無色透明的晶體就是通常所說的水晶,具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹姆Q為瑪瑙。沙子中含有小粒的石英晶體。SiO2為主要成分的沙子仍然是基本的建筑材料。SiO2是現(xiàn)代光學(xué)及光纖制品的基本原料,用石英、瑪瑙制作的飾物和工藝品則為越來越多的人們所喜愛。23.生成的H2SiO3逐漸聚合而形成膠體溶液—硅膠溶膠,硅酸濃度較大時,則形成軟而透明的、膠凍狀的硅酸凝膠。硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后得到多孔的硅酸干凝膠,稱為“硅膠”。硅膠多孔,吸附水分能力強,常用作實驗室和袋裝食品、瓶裝藥品的干燥劑,用作催化劑的載體。24.Na2SiO3可溶于水,其水溶液俗稱水玻璃,是制備硅膠和木材防火劑等的原料。25.陶瓷、玻璃、水泥是三大硅酸鹽制品26.普通玻璃是以純堿、石灰石和石英砂(主要成分是SiO2)為主要原料。27.水泥是在各種建筑工程中廣泛使用的建筑材料。以黏土和石灰石為主要原料。28.碳化硅(SiC,俗稱金剛砂)具有金剛石結(jié)構(gòu),可用作砂紙、砂輪的磨料;含4%硅的硅鋼具有很高的導(dǎo)磁性,主要用作變壓器鐵芯;人工合成的硅橡膠是目前最好的既耐高溫又耐低溫的橡膠,用于制造火箭、導(dǎo)彈、飛機的零件和絕緣材料;分子篩(一種具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽),主要用作吸附劑和催化劑。29.晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似,它是帶有金屬光澤的灰黑色固體,在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑。良好的半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體晶體管。30.次氯酸能殺死水中的病菌,起到消毒的作用。氯水也因為含有次氯酸而具有漂白作用。31.漂白液、漂白粉和漂粉精既可做漂白棉、麻、紙張的漂白劑,又可用作游泳池既環(huán)境的消毒劑。SiCl4、GeCl4、TiCl4分別是制取高純硅、鍺(半導(dǎo)體)和金屬鈦的重要中間物質(zhì)。氯氣是合成塑料、橡膠、人造纖維、農(nóng)藥、染料和藥品的重要原料。氯氣是一種有毒氣體。32.硫鐵礦(FeS2)、黃銅礦(CuFeS2)、石膏(CaSO4)和芒硝(NaSO4.10H2O)33.二氧化硫具有漂白性,它能漂白某些有色物質(zhì)。工業(yè)上常用二氧化硫來漂白紙漿、毛、絲、草帽辮等。二氧化硫漂白過的草帽辮日久又變成黃色。二氧化硫還能用于殺菌、消毒等。二氧化硫和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法廠商非法用來加工食品,已使食品增白等。食用這類食品,對人體的肝、腎臟等有嚴(yán)重?fù)p害,并有致癌作用。二氧化硫來漂白食品(X)34.硫化氫是一種無色、有臭雞蛋氣味的氣體,有劇毒,是一種大氣污染物。35.二氯化氮溶于水,工業(yè)上利用這一原理生產(chǎn)硝酸。36.二氧化硫是二氧化氮是主要的大氣污染物,由于溶解了二氧化碳,正常雨水的PH為5.6,酸雨的PH小于5.6。防止二氧化硫、二氧化氮等污染大氣,并充分利用原料。37.氮是動植物生長不可或缺的元素,是蛋白質(zhì)的重要成分,農(nóng)作物每年從土壤里攝取大量的含氮化合物,減少了土壤中氮的含量,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必須為土壤補充氮肥。38.氨還能被氧氣氧化,生成一氧化氮,進而氧化成二氧化氮,用來制作硝酸。39.氨是一種重要的化工產(chǎn)品,是氮肥工業(yè)、有機合成工業(yè)及制造硝酸、銨鹽和純堿的原料。氨很容易液化,液化時放熱。液氨氣化時要吸收大量的熱,使周圍溫度急劇降低,因此,氨常用作制冷劑。40.硫酸和硝酸在工業(yè)上可用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料、鹽類等。硫酸還用于精煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發(fā)性酸等。41.液態(tài)鈉可用作核反應(yīng)堆的傳熱介質(zhì)。42.考古時利用14C測定一些文物的年代,2H和3H用于制造氫彈,利用放射性同位素釋放的射線育種、治療惡性腫瘤。43.周期表中金屬和非金屬的分界處,可以找到半導(dǎo)體材料,如硅、鍺等,半導(dǎo)體器件的研制正是開始于鍺,后來發(fā)展到研制與它同族的硅。又如,農(nóng)藥由含砷的有機物發(fā)展成為對人畜毒性較低的含磷有機物等,通常制造的農(nóng)藥,所含有的氟、氯、硫、臨等在周期表中的位置靠近,在過渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。44.化石燃料的燃燒、炸藥開山、發(fā)射火箭等是利用化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的原理。熱能促使很多化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生,如高溫冶煉金屬、分解化合物等。鎘鎳電池以Cd為負(fù)極,NiO(OH)為正極,以KOH為電解質(zhì),壽命比鉛蓄電池長;由于鎘是有毒重金屬,廢棄的鎘鎳電池如不回收,會污染環(huán)境,這制約了它的發(fā)展。鋰離子電池是新一代可充電的綠色電池。甲烷是天然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分。乙烯:聚乙烯塑料乙醇燃料、化工原料滌綸紡織材料等殺蟲劑植物生長調(diào)節(jié)劑苯:洗滌劑溶劑錦綸紡織材料等消毒劑染料乙烯的產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平。乙烯是一種植物生長調(diào)節(jié)劑。乙醇易揮發(fā),能夠溶解多種有機物和無機物,能與水以任意比互溶。通過人工方法合成各種脂,用作飲料、糖果、香水、化妝品中的香料;也可以用作指甲油、膠水的溶劑。食物中的營養(yǎng)物質(zhì)主要包括:糖類、油脂、蛋白質(zhì)、維生素、無機鹽和水。人們習(xí)慣稱糖類、油脂、蛋白質(zhì)為動物性和植物性食物中的基本營養(yǎng)物質(zhì)。葡萄糖的特征反應(yīng):在堿性、加熱條件下,能與銀氨溶液反應(yīng)析出銀;在加熱條件下,也可與新制的氫氧化銅反應(yīng)生成磚紅色沉淀。淀粉的特征反應(yīng):在常溫下,淀粉遇碘變藍(lán)。蛋白質(zhì)特征反應(yīng):硝酸可以使蛋白質(zhì)變黃,成為蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng),常用來鑒別部分蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)也可以通過其燒焦時的特殊氣味進行鑒別。油脂在堿性條件下的水解反應(yīng)稱為皂化反應(yīng),工業(yè)生產(chǎn)中,常用此反應(yīng)來制取肥皂。葡萄糖、果糖是單糖,主要存在于水果、蔬菜中,葡萄糖是重要的工業(yè)原料,主要用于食品加工、醫(yī)療輸液、合成補鈣藥物及維生素C等。淀粉除做食物外,主要用來生產(chǎn)葡萄糖和酒精。人體中沒有水解纖維素的酶,所以纖維素在人體中主要是加強胃腸的蠕動,有通便功能。其他一些富含纖維素的物質(zhì)還可以用來造紙,制造纖維素硝酸酯、纖維素乙酸酯和黏膠纖維等。油脂同時還有保持體溫和保護內(nèi)臟器官的作用。攝入過量脂肪,可能引起肥胖、高血脂、高血壓,也可能會誘發(fā)乳腺癌腸癌等惡性腫瘤。因此在飲食中要注意控制油脂的攝入量。組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有必需和非必需之分。必需氨基酸是人體生長發(fā)育和維持氮元素穩(wěn)定所必需的,人體不能合成,只能從食物中補給,共有8種;非必需氨基酸可以在人體中利用氮元素合成,不需要由食物供給,有12種。蛋白質(zhì)在工業(yè)上也有很多應(yīng)用。動物的毛和皮、蠶絲等可以制作服裝,動物膠可以制造照相用片基,驢皮制的阿膠還是一種藥材。從牛奶中提取的酪素,可以用來制作食品和塑料。海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法,離子交換法等。蒸餾法成本較高。海水淡化與化工生產(chǎn)結(jié)合、與能源技術(shù)結(jié)合,成為海水綜合利用的重要方向。從海水中制得的氯化鈉除食用外,還用作工業(yè)原料,如生產(chǎn)燒堿、純堿、金屬鈉以及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產(chǎn)品。從海水中制取鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品,是在傳統(tǒng)海水制鹽工業(yè)上的發(fā)展。鈾和重水目前是核能開發(fā)中的重要原料?;瘜W(xué)在開發(fā)海洋藥物方面也將發(fā)揮越來越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越來越受到重視和開發(fā)的新型能源。通過煤的干餾、煤的氣化和液化而獲得潔凈的燃料和多種化工原料。天然氣是一種清潔的化石燃料。作為化工原料它主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等。石油經(jīng)分餾后可以獲得汽油等輕質(zhì)油。絕大多數(shù)的石油作為燃料使用,也有部分用作潤滑油、瀝青、石蠟。塑料、合成橡膠和合成纖維是三大合成材料。綠色化學(xué)的核心就是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。最理想的“原子經(jīng)濟”就是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為希望的最終產(chǎn)物,這時原子利用率為100%。第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化(第一課時)教學(xué)目標(biāo):1.知識與技能=1\*GB3①了解反應(yīng)熱和焓變的含義=2\*GB3②理解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的實質(zhì)2.過程與方法從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)即舊鍵斷裂與新鍵形成的角度研究反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因3.情感態(tài)度與價值觀通過了解簡單過程中的能量變化中的熱效應(yīng)教學(xué)重點理解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的實質(zhì)教學(xué)難點能量變化中的熱效應(yīng)教學(xué)用具:投影儀學(xué)習(xí)過程引言:我們知道:一個化學(xué)反應(yīng)過程中,除了生成了新物質(zhì)外,還有思考(1)你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是放熱反應(yīng)?能作一個簡單的總結(jié)嗎?活潑金屬與水或酸的反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、燃燒反應(yīng)、多數(shù)化合反應(yīng)反應(yīng)物具有的總能量>生成物具有的總能量(2)你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是吸熱反應(yīng)?能作一個簡單的總結(jié)嗎?多數(shù)的分解反應(yīng)、氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反應(yīng)、水煤氣的生成反應(yīng)、炭與二氧碳生成一氧化碳反應(yīng)物具有的總能量<生成物具有的總能量1:當(dāng)能量變化以熱能的形式表現(xiàn)時:我們知道:一個化學(xué)反應(yīng)同時遵守質(zhì)量守恒定律和能量守恒,那么一個反應(yīng)中的質(zhì)量與能量有沒有關(guān)系呢?有能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ),二者密不可分,但以物質(zhì)為主。能量的多少則以反應(yīng)物和產(chǎn)物的質(zhì)量為基礎(chǔ)。那么化學(xué)反應(yīng)中能量到底怎樣變化2:反應(yīng)熱,焓變化學(xué)反應(yīng)過程中為什么會有能量的變化?(用學(xué)過的知識回答)化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)就是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵斷裂,形成新的化學(xué)鍵,從新組合成生成物的分子的過程。舊鍵斷裂需要吸收能量,新鍵形成需要放出能量。而一般化學(xué)反應(yīng)中,舊鍵的斷裂所吸收的總能量與新鍵形成所放出的總能量是不相等的,而這個差值就是反應(yīng)中能量的變化。所以化學(xué)反應(yīng)過程中會有能量的變化。反應(yīng)熱焓變化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量,都可以熱量(或換算成相應(yīng)的熱量)來表述,叫做反應(yīng)熱,又稱為“焓變”。符號:ΔH,單位:kJ/mol或kJ?mol-1?H為“-”為放熱反應(yīng),?H為“+”為吸熱反應(yīng)思考:能量如何轉(zhuǎn)換的?能量從哪里轉(zhuǎn)移到哪里?體系的能量如何變化?升高是降低?環(huán)境的能量如何變化?升高還是降低?規(guī)定放熱反應(yīng)的ΔH為“-”,是站在誰的角度?體系還是環(huán)境?放熱反應(yīng)ΔH為“—”或ΔH〈0吸熱反應(yīng)ΔH為“+”或ΔH〉0?H=E(生成物的總能量)-E(反應(yīng)物的總能量)?H=E(反應(yīng)物的鍵能)-E(生成物的鍵能)3:練習(xí)1)1molC與1molH2O(g)反應(yīng)失成lmolCO(g)和1molH2(g),需要吸收131.5kJ的熱量,該反應(yīng)的反應(yīng)熱為△H= kJ/mol。2)拆開lmolH—H鍵、lmolN-H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,則1molN2生成NH3的反應(yīng)熱為 ,1molH2生成NH3的反應(yīng)熱為 。3)H2+F2=2HFH2+Cl2=2HCl預(yù)測當(dāng)生成2molHF和2molHCl時,哪個反應(yīng)放出的熱量多?若干化學(xué)鍵的鍵能(kJ/mol,25℃)1、下列說法正確的是A、需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B、放熱的反應(yīng)在常溫下一定很易發(fā)生C、反應(yīng)是放熱的還是吸熱的必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小D、吸熱反應(yīng)在一定的條件下也能發(fā)生2、反應(yīng)C(石墨)→C(金剛石)是吸熱反應(yīng),由此可知A、石墨比金剛石更穩(wěn)定B、金剛石和石墨可以相互轉(zhuǎn)化C、金剛石比石墨穩(wěn)定D、金剛石和石墨不能相互轉(zhuǎn)化教學(xué)反思:第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化(第二課時)教學(xué)目標(biāo):知識與技能=1\*GB3①書寫表示化學(xué)反應(yīng)熱的化學(xué)方程式=2\*GB3②有關(guān)熱化學(xué)方程式的計算2.過程與方法通過實例理解化學(xué)方程式的局限性,介紹熱化學(xué)方程式的必在性3.情感態(tài)度與價值觀通過熱化學(xué)方程式的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的科學(xué)態(tài)度教學(xué)重點書寫表示化學(xué)反應(yīng)熱的化學(xué)方程式教學(xué)難點有關(guān)熱化學(xué)方程式的計算學(xué)習(xí)過程1.復(fù)習(xí)回憶1)、催化劑為什么能夠加快反應(yīng)速度?2)、什么是有效碰撞、活化分子、活化能?3)、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因?4)、你了解“即熱飯盒嗎?知道是什么原理嗎?5)、什么是反應(yīng)熱(焓變)2.引入閱讀課本:例1與例2與化學(xué)方程式相比,熱化學(xué)方程式有哪些不同?正確書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意哪幾點?3、熱化學(xué)方程式的書寫1)熱化學(xué)方程式定義:表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。2)正確書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意:(1)書寫熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)的溫度和壓強,(為什么?)而常溫、常壓可以不注明,即不注明則是常溫、常壓。(2)標(biāo)出了反應(yīng)物與生成物的狀態(tài),(為什么要標(biāo)出?)(3)寫出了反應(yīng)熱,還注明了“+”,“-”(4)方程式中的計量系數(shù)可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)。4.注意點:反應(yīng)物和生成物前的系數(shù)它代表了什么?在方程式中?H它表示了什么意義??H的值與什么有關(guān)系?熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)不表示分子個數(shù),表示對應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量。?H(KJ/mol)它表示每摩爾反應(yīng)所放出的熱量,?H的值與方程式中的計量系數(shù)有關(guān),即對于相同的反應(yīng),當(dāng)化學(xué)計量數(shù)不同時,其?H不同。例題1、當(dāng)1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應(yīng)生成2mol氣態(tài)HCl,放出184.6KJ的熱量,請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。2.寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式1)1molN2(g)與適量O2(g)反應(yīng)生成NO(g),需吸收68kJ的熱量;2)2molCu(s)與適量O2(g)反應(yīng)生成CuO(s),放出314kJ熱量;3)1g硫粉在氧氣中充分燃燒放出9.36kJ熱量,寫出硫燃燒的熱化學(xué)方程式。4)4gCO在氧氣中燃燒生成CO2,放出9.6kJ熱量,寫出CO燃燒的熱化學(xué)方程式。5)在一定條件下,氫氣和甲烷燃燒的化學(xué)方程式為:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=–572kJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);rH=–890kJ/mol由1mol氫氣和2mol甲烷組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時放出的熱量為多少。6)在一定條件下,氫氣和丙烷燃燒的化學(xué)方程式為:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);?H=–572kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);?H=–2220kJ/mol5mol氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱3847kJ,則氫氣和丙烷的體積比為(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:17)已知(1)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH1=akJ/mol(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2=bkJ/mol(3)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH3=ckJ/mol(4)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH4=dkJ/mol則a、b、c、d的關(guān)系正確的是AC。A、a<c<0B、b>d>0C、2a=b<0D、2c=d>08)若2.6g乙炔(C2H2,氣態(tài))完全燃燒生成液態(tài)水和CO2(g)時放熱130kJ。則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式為C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH=-1300kJ/mol2C2H2(g)+5O2(g)==4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-2600kJ/mol教學(xué)反思:第二節(jié)燃燒熱能源教學(xué)目標(biāo):1.知識與技能=1\*GB3①理解燃燒燃燒的含義=3\*GB3③掌握表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的寫法和有關(guān)燃燒熱的簡單的計算2.過程與方法通過對“應(yīng)根據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)來選擇燃料”的教學(xué),讓學(xué)生學(xué)會多角度的綜合分析的方法3.情感態(tài)度與價值觀通過結(jié)我國的能源現(xiàn)狀的認(rèn)識過程,培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能意識教學(xué)重點表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的寫法和有關(guān)燃燒熱的簡單的計算教學(xué)難點表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式的寫法學(xué)習(xí)過程1、燃燒熱什么是燃燒熱?是不是物質(zhì)燃燒放出的熱量就叫燃燒熱呢?1)定義:在25℃,101kPa時,1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。燃燒熱通??捎蓪嶒灉y得。2)在理解物質(zhì)燃燒熱的定義時,要注意以下幾點:①研究條件:25℃,101kPa②反應(yīng)程度:完全燃燒,產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。③燃燒物的物質(zhì)的量:1mol④研究內(nèi)容:放出的熱量。(ΔH<0,單位kJ/mol)⑤在未有特別說明的情況下,外界壓強一般指25℃,101kPa.所謂完全燃燒也是完全氧化,它是指物質(zhì)中的下列元素完全轉(zhuǎn)變成對應(yīng)的穩(wěn)定物。如:C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)[練習(xí)1]分析以下幾個熱化學(xué)方程式,哪個是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時的燃燒熱的?為什么?A.C(s)+O2(g)===CO(g);ΔH=110.5kJ/molB.C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-393.5kJ/molC.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);ΔH=-571.6kJ/molD.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g);ΔH=-241.8kJ/mol你能根據(jù)題中信息寫出表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式嗎?由于計算燃燒熱時,可燃物質(zhì)是以1mol作為標(biāo)準(zhǔn)來計算的,所以熱化學(xué)方程式的化學(xué)計量系數(shù)常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。2、燃燒熱的計算及應(yīng)用[例題]1.在101kPa時,1molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O,放出890.3kJ的熱量,CH4的燃燒熱為多少?1000LCH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少?CH4的燃燒熱為890.3kJ/mol,1000LCH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97×104kJ2.葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖燃燒的熱化學(xué)方程式為:C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)ΔH=-2800kJ/mol葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學(xué)方程式與它燃燒的熱化學(xué)方程式相同。計算100g葡萄糖在人體中完全氧化時所產(chǎn)生的熱量。3、中和熱1)定義:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng),生成1mol水時的反應(yīng)熱叫做中和熱。2)中和熱的表示:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=-57.3kJ/mol。3)要點①條件:稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子。②反應(yīng)物:(強)酸與(強)堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。③生成1mol水,中和反應(yīng)的實質(zhì)是H+和OH-化合生成H20,若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成,這部分反應(yīng)熱也不在中和熱內(nèi)。④放出的熱量:57.3kJ/mol例:已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=-57.3kJ/mol,求下列中和反應(yīng)中放出的熱量。(1)用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)放出____________kJ的熱量。(2)用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反應(yīng),放出____________kJ的熱量。3)燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系4、能源1)什么是能源?能源的作用?就是能提供能量的自然資源,包括化石燃料(煤、石油、天然氣)、陽光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等。?能源的開發(fā)和利用可以用來衡量一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平。2)當(dāng)今世界上重要的能源是什么?怎樣解決能源枯竭問題?節(jié)約能源的重要措施是什么?什么是新能源?化石燃料:煤、石油、天然氣解決的辦法:開源節(jié)流;即開發(fā)新能源,節(jié)約現(xiàn)有能源,提高能源的利用率。措施:科學(xué)地控制燃燒反應(yīng),使燃料充分燃燒,提高能源的利用率。新能源:太陽能、氫能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Q竽芎蜕锬堋?)相關(guān)思考題∶燃料充分燃燒的條件是什么?.燃料燃燒時,若空氣過量或不足,會造成什么后果?為什么固體燃料要粉碎后使用?煤在直接燃燒時會產(chǎn)生SO2、氮氧化物及煙塵等,嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量且易導(dǎo)致酸雨、溫室效應(yīng)等,從而使環(huán)境受到嚴(yán)重污染,故通過清潔煤技術(shù)(如煤的液化和氣化,以及實行煙氣凈化脫硫等),大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染,勢在必行。提高煤燃燒的熱利用率、開發(fā)新的能源也是大勢所趨。教學(xué)反思:第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計算第1課時蓋斯定律教學(xué)目標(biāo):1.知識與技能=1\*GB3①蓋斯定律的本質(zhì),了解其科學(xué)研究中的意義。=2\*GB3②掌握有關(guān)蓋斯定律的應(yīng)用。2.過程與方法通過運用蓋斯定律求有關(guān)物質(zhì)的反應(yīng)熱,進一步理解反應(yīng)熱的概念。3.情感態(tài)度與價值觀通過實例感受蓋斯定律的應(yīng)用,并以此說明蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要貢獻(xiàn)。教學(xué)重點掌握有關(guān)蓋斯定律的應(yīng)用教學(xué)難點掌握有關(guān)蓋斯定律的應(yīng)用教學(xué)用具:多媒體課件學(xué)習(xí)過程1.引入:如何測出這個反應(yīng)的反應(yīng)熱:C(s)+1/2O2(g)==CO(g)①C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=?②CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol③C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH3=-393.5kJ/mol①+②=③,則ΔH1+ΔH2=ΔH3所以,ΔH1=ΔH3-ΔH2ΔH1=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol2.蓋斯定律:不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成或分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的?;瘜W(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。3.如何理解蓋斯定律?1)請用自己的話描述一下蓋斯定律。2)蓋斯定律有哪些用途?4.例題1)同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應(yīng)熱相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率慢,有時還很不完全,測定反應(yīng)熱很困難?,F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點“不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成,這個總過程的熱效應(yīng)是相同的”。已知P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s);ΔH=-2983.2kJ/molP(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s);ΔH=-738.5kJ/mol試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式_________________________________。2)在同溫同壓下,下列各組熱化學(xué)方程式中Q2>Q1的是(B)A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);△H=-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H=-Q1C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-Q2D.S(g)+O2(g)=SO2(g);△H=-Q1S(s)+O2(g)=SO2(g);△H=-Q23、298K,101kPa時,合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);△H=-92.38kJ/mol。在該溫度下,取1molN2(g)和3molH2(g)放在一密閉容器中,在催化劑存在進行反應(yīng),測得反應(yīng)放出的熱量總是少于92.38kJ,其原因是什么。教學(xué)反思:第2課時反應(yīng)熱的計算教學(xué)目標(biāo):1.知識與技能=1\*GB3①掌握有關(guān)反應(yīng)熱、燃燒熱、熱化學(xué)方程式的計算2.過程與方法=1\*GB3①通過有關(guān)反應(yīng)熱的計算的學(xué)習(xí)過程,使學(xué)生掌握有關(guān)反應(yīng)熱計算的方法和技巧,進一步提高化學(xué)計算能力。3.情感態(tài)度與價值觀=1\*GB3①通過有關(guān)反應(yīng)熱的計算的學(xué)習(xí)過程,進一步培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能意識和開發(fā)新能源的使命感、責(zé)任感;認(rèn)識化學(xué)知識與人類生活、生產(chǎn)的密切關(guān)系。教學(xué)重點:掌握有關(guān)反應(yīng)熱、燃燒熱、熱化學(xué)方程式的計算教學(xué)難點:掌握有關(guān)反應(yīng)熱、燃燒熱、熱化學(xué)方程式的計算教學(xué)用具:多媒體課件教學(xué)過程一、怎樣進行反應(yīng)熱的計算1、熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似,可以移項同時改變正、負(fù)號;各項的系數(shù)包括△H的數(shù)值可以同時擴大或縮小相同的倍數(shù)。2、根據(jù)蓋斯定律,可以將兩個或兩個以上的熱化學(xué)方程式包括其△H相加或相減,得到一個新的熱化學(xué)方程式。3、可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=n×△H二、進行反應(yīng)熱計算常用的幾種方法1、列方程或方程組法2、平均值法3、極限分析法4、十字交叉法5、估算法(僅適于選擇題)[投影]例題見課本12、13頁。三、進行反應(yīng)熱的計算時應(yīng)注意的問題:1、反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計量系數(shù)成正比,因此熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)改變時,其反應(yīng)熱數(shù)值需同時做同倍數(shù)的改京戲。2、熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是指反應(yīng)按所給形式完全進行時的反應(yīng)熱。3、正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號相反?!季毩?xí)1〗298K,101KPa時,將1.0g鈉與足量的氯氣反應(yīng),生成氯化鈉晶體并放出17.87KJ的熱量,求生成1mol氯化鈉的反應(yīng)熱?〖練習(xí)2〗乙醇的燃燒熱是△H=-1366.8KJ/mol,在此溫度下,1Kg乙醇充分燃燒后放出多少熱量?[投影]〖練習(xí)3〗已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為:(1)CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-870.3KJ/mol(2)C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=—393.5KJ/mol(3)H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=—285.8KJ/mol試計算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱:2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)教學(xué)反思:第二章.化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)習(xí)目標(biāo):1、知識與技能=1\*GB3①了解化學(xué)反應(yīng)速率的含義=2\*GB3②理解化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)式及其簡單計算=3\*GB3③了解化學(xué)反應(yīng)速率的測量方法2.過程與方法通過學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率的測量方法,培養(yǎng)設(shè)計實驗的能力3.情感態(tài)度與價值觀通過對化學(xué)反應(yīng)速率的學(xué)習(xí),感悟其在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的作用,提高對化學(xué)科學(xué)的認(rèn)識。教學(xué)重點理解化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)式及其簡單計算教學(xué)難點理解化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)式及其簡單計算教學(xué)過程:1.定義:用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物的濃度增加來表示。若濃度用物質(zhì)的量(C)來表示,單位為:mol/L,時間用t來表示,單位為:秒(s)或分(min)或小時(h)來表示,則化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:V==△C/t單位是:mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)化學(xué)反應(yīng)速率是用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的量變化來表示,通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示,其數(shù)學(xué)表達(dá)式可表示為【例題】在2L的密閉容器中,加入1mol和3mol的H2和N2,發(fā)生N2+3H22NH3,在2s末時,測得容器中含有0.4mol的NH3,求該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。解:N2+3H22NH3起始量(mol):1302s末量(mol):1-0.23-0.60.4變化量(mol):0.20.60.4則VN2==0.2/2×2==0.05mol/(L·s)VH2==0.6/2×2==0.15mol/(L·s)VNH3==0.4/2×2==0.1mol/(L·s)【明確】理解化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法時應(yīng)注意的幾個問題:1.上述化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率,而不是瞬時速率。2.無論濃度的變化是增加還是減少,一般都取正值,所以化學(xué)反應(yīng)速率一般為正值。3.對于同一個反應(yīng)來說,用不同的物質(zhì)來表示該反應(yīng)的速率時,其數(shù)值不同,但每種物質(zhì)都可以用來表示該反應(yīng)的快慢。4.在同一個反應(yīng)中,各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于方程式中的系數(shù)比。即:VN2:VH2:VNH3====1:3:25.對于在一個容器中的一般反應(yīng)aA+bB==cC+dD來說有:VA:VB:VC:VD===△CA:△CB:△CC:△CD===△nA:△nB:△nC:△nD====a:b:c:d6.用化學(xué)反應(yīng)速率來比較不同反應(yīng)進行得快慢或同一反應(yīng)在不同條件下反應(yīng)的快慢時,應(yīng)選擇同一物質(zhì)來比較。例如:可逆反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+D(g),在四種不同情況下的反應(yīng)速率如下,其中反應(yīng)進行得最快的是(B)A.VA==0.15mol/L·minB.VB==0.6mol/L·minC.VC==0.4mol/L·minD.VD==0.01mol/L·s對化學(xué)反應(yīng)速率要注意以下幾個問題:1、物質(zhì)濃度是物質(zhì)的量濃度以mol/L為單位,時間單位通??捎胹、min、h表示,因此反應(yīng)速率的與常見單位一般為mol/(l·s)、mol/(l·mon)或mol/(l·h)。2、化學(xué)反應(yīng)速率可用反應(yīng)體系中一種反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示,一般是以最容易測定的一種物質(zhì)表示之,且應(yīng)標(biāo)明是什么物質(zhì)的反應(yīng)速率。3、用不同的物質(zhì)表示同一時間的反應(yīng)速率時其數(shù)值可能不同,但表達(dá)的意義是相同的,各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率的數(shù)值有相互關(guān)系,彼此可以根據(jù)化學(xué)方程式中的各化學(xué)計量數(shù)進行換算:對于反應(yīng)來說,則有。4、一般說在反應(yīng)過程中都不是等速進行的,因此某一時間內(nèi)的反應(yīng)速率實際上是這一段時間內(nèi)的平均速率。教學(xué)反思:影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素[教學(xué)目標(biāo)] 1.知識與技能(1)理解濃度、壓強、溫度和催化劑等條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(2)使學(xué)生能初步運用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等來解釋濃度、壓強、溫度和催化劑等條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。2.過程與方法(1)掌握運用濃度、壓強、溫度和催化劑等條件比較反應(yīng)速率大小的方法;(2)通過識別有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速度與壓強、溫度或濃度等的圖像,提高識圖析圖能力,培養(yǎng)從圖像中挖掘化學(xué)信息的能力。3、情感、態(tài)度與價值觀(1)通過實驗培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,知道科學(xué)研究的一般方法。(2)通過目前催化劑研究的遺憾,激發(fā)學(xué)生投身科學(xué)的激情。[教學(xué)重點、難點]壓強對化學(xué)速率的影響,用活化分子理論解釋外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。[教學(xué)過程][導(dǎo)入]有些反應(yīng)速率很快,如鹽酸與氫氧化鈉的中和反應(yīng),而有些反應(yīng)速率很慢,如石油的形成??梢姡煌镔|(zhì)化學(xué)反應(yīng)速率相差很大,決定化學(xué)反應(yīng)速率的因素是反應(yīng)物本身的性質(zhì)。[板書]一、決定化學(xué)反應(yīng)速率的因素:反應(yīng)物本身的性質(zhì)二、外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響:(一)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響[演示]課本20頁實驗2-2草酸與酸性高錳酸鉀的反應(yīng)加入試劑4mL0.01mol/LKMnO42mL0.1mol/LH2C2O44mL0.01mol/LKMnO42mL0.2mol/LH2C2O4實驗現(xiàn)象褪色時間結(jié)論在其它條件相同時,增大反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率增大。[補充實驗]不同濃度的Na2S2O3溶液與0.1摩/升的硫酸反應(yīng)的對比實驗表編號Na2S2O3溶液水硫酸出現(xiàn)渾濁的時間(秒)110ml010ml25ml5ml10ml【板書】當(dāng)其它條件不變時,增加反應(yīng)物的濃度,可以增大反應(yīng)的速率?!緦嶒灲忉尅繛槭裁丛龃蠓磻?yīng)物的濃度會影響反應(yīng)速率呢?(明確)當(dāng)增加反應(yīng)物的濃度時,單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)量增加,有效碰撞的頻率增大,導(dǎo)致反應(yīng)速率增大?!緦Y(jié)論的再理解】1.一個反應(yīng)的速率主要取決于反應(yīng)物的濃度,與產(chǎn)物的濃度關(guān)系不大2.對于可逆反應(yīng)aA+bBcC+dD來說,正反應(yīng)的速率只取決于A、B兩種物質(zhì)的濃度,與C、D兩種物質(zhì)的濃度關(guān)系不大。而逆反應(yīng)的速率只取決于C、D兩種物質(zhì)的濃度,與A、B兩種物質(zhì)的濃度關(guān)系不大。增加A或B的濃度只可以使正反應(yīng)的速率增大,不會影響逆反應(yīng)的速率。3.固體和純液體的濃度是一個常數(shù),所以增加這些物質(zhì)的量,不會影響反應(yīng)的速率。【應(yīng)用】1.用飽和食鹽水代替水制乙炔,以減緩太快的反應(yīng)速率。2.制Fe(OH)2時,通過降低NaOH溶液的含氧量(給溶液加熱)來降低Fe(OH)2被氧化的速率。(二)壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響【提出問題】壓強是怎樣對化學(xué)反應(yīng)速率進行影響的?【收集事實】途徑:已有的實驗知識(提出以下幾個實驗)對比1.10ml、0.1mol/L的Na2S2O3溶液與0.1摩/升的硫酸10毫升反應(yīng)的實驗。2.CaO固體與SiO2固體在高溫下反應(yīng)生成CaSiO3。3.SO2與O2在一密閉容器內(nèi)反應(yīng)生成SO3。(討論)給上述三個反應(yīng)的容器加壓,三個反應(yīng)的反應(yīng)物的濃度是怎樣變化的?【事實的處理】列表比較編號反應(yīng)物的狀態(tài)加壓后反應(yīng)物濃度變化加壓后反應(yīng)的速率變化123【板書】對于有氣體參加的反應(yīng)來說,其他條件不變時,增大體系的壓強,反應(yīng)速率會加大?!窘忉尅繛槭裁丛龃髩簭姇绊懹袣怏w參加的化學(xué)反應(yīng)的速率?(明確)1.一定量氣體的體積與其所受的壓強成正比。這就是說,如果氣體的壓強增大到原來的2倍,氣體的體積就縮小到原來的一半,單位體積內(nèi)的分子數(shù)就增多到原來的2倍,即體系中各個物質(zhì)的濃度都增加,所以化學(xué)反應(yīng)速率增大。相反,減小壓強,氣體的體積就擴大,濃度減小,因而反應(yīng)速率減小。2.如果參加反應(yīng)的物質(zhì)是固體、液體或溶液時,由于改變壓強對它們的體積改變很小,因而它們的濃度改變也很小,可以認(rèn)為壓強與它們的反應(yīng)速率無關(guān)?!窘Y(jié)論的再理解】1.壓強對反應(yīng)速率的影響是通過改變濃度而影響反應(yīng)速率的。我們在分析壓強對反應(yīng)速率的影響時,應(yīng)最終落實到濃度上,將壓強問題轉(zhuǎn)化為濃度問題。2.對于那些反應(yīng)物和生成物都有氣體參加的可逆反應(yīng)來說,增大體系的壓強,反應(yīng)物和生成物的濃度都增加,所以,正反應(yīng)的速率和逆反應(yīng)的速率都增大。3.恒容時加入惰性氣體使壓強增大,反應(yīng)物和生成物的濃度都沒有變化,所以化學(xué)反應(yīng)速率不變。恒壓時加入惰性氣體使體積增大,反應(yīng)物和生成物的濃度都減小,所以化學(xué)反應(yīng)速率減小。(三)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響[演示]課本21頁實驗2-3同濃度的Na2S2O3溶液在不同溫度下與0.1摩/升的硫酸5毫升反應(yīng)的對比表編號0.1mol/L的Na2S2O30.1mol/L的H2SO4反應(yīng)溫度(℃)反應(yīng)中出現(xiàn)渾濁的時間(秒)15ml5ml冷水25ml5ml熱水【板書】在其它條件不變的情況下,升高溫度,化學(xué)反應(yīng)要加快。經(jīng)過實驗測定,溫度每升高10℃,反應(yīng)速率通常要增大到原來的2~4倍?!夯仡櫋?.Cu與濃硫酸在常溫條件下和在加熱條件下反應(yīng)情況的對比。2.Mg條分別與冷水和沸水的反應(yīng)情況的對比?!緦嶒炇聦嵉奶幚怼?.化學(xué)用語化(寫方程式)(1)Na2S2O3+H2SO4==Na2SO4+SO2+S↓+H2O或S2O32-+2H+==SO2+S↓+H2O(2)Cu+2H2SO4(濃)===CuSO4+2SO2↑+2H2O(3)Mg+2H2O===Mg(OH)2+2H2↑【解釋】為什么升高溫度會使反應(yīng)速率加快?(明確)當(dāng)反應(yīng)物濃度一定時,分子總數(shù)一定,升高溫度,反應(yīng)物分子的能量增高,使活化分子的百分比增大,因而單位體積內(nèi)活化分子數(shù)量增多,有效碰撞頻率增大,所以,反應(yīng)速率加大。【對結(jié)論的再理解】對于可逆反應(yīng)來說,升高體系的溫度,反應(yīng)物和生成物中的活化分子數(shù)都增加,所以,正反應(yīng)的速率和逆反應(yīng)的速率都增大。【應(yīng)用】1.在實驗室進行化學(xué)反應(yīng)時,常常通過給反應(yīng)物加熱來增大反應(yīng)的速率。2.合成氨工業(yè)中,是在500℃的條件下進行反應(yīng),以加快反應(yīng)進行的速度。3.為防止食品變質(zhì),我們將食品放入冰箱中保存,以降低食品變質(zhì)的速率?!究茖W(xué)探究】課本21頁科學(xué)探究:不同溫度下碘化鉀與稀硫酸反應(yīng)(淀粉指示顏色)的速率不同。(四)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響【演示】22頁演示實驗2-4:過氧化氫分解的對比實驗(復(fù)習(xí)回顧)用KClO3制氧氣的實驗【實驗事實的處理】(1)2H2O2==2H2O+O2↑(2)2KClO3==2KCl+3O2↑(1)過氧化氫分解實驗的對比表編號無催化劑時的反應(yīng)情況有催化劑時的反應(yīng)情況1(2)用KClO3制氧氣實驗的對比表編號無催化劑時的反應(yīng)情況有催化劑時的反應(yīng)情況【結(jié)論】催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率?!窘忉尅繛槭裁创呋瘎┠芗涌旎瘜W(xué)反應(yīng)速率?(明確)當(dāng)溫度和反應(yīng)物濃度一定時,使用催化劑可使反應(yīng)途徑發(fā)生改變,從而降低了反應(yīng)的活化能,使得活化分子的百分比增大,因此單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增多,有效碰撞頻率增大,故化學(xué)反應(yīng)速率加大?!緦Y(jié)論的再認(rèn)識】1.催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率的原因僅僅是改變始態(tài)到終態(tài)的途徑,不改變反應(yīng)的結(jié)果。例:(1)在加熱條件下:2Cu+O2==2CuO2CuO+2CH3CH2OH==2Cu+2CH3CHO+2H2O(2)氮的氧化物破壞臭氧:NO+O3==NO2+O2NO2+O==NO+O22.能加快反應(yīng)速率的催化劑叫正催化劑;能減慢化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑叫負(fù)催化劑。如不作特殊說明,均指正催化劑。3.對可逆反應(yīng)而言,正催化劑使正、逆反應(yīng)速率都加快,且加快的程度相同。相反,負(fù)催化劑使正、逆反應(yīng)速率都減小,且減小的程度相同?!緫?yīng)用】催化劑在現(xiàn)代化學(xué)和化工生產(chǎn)中占有極為重要的地位。大約85%的反應(yīng)需要催化劑。尤其是現(xiàn)代大型化工業(yè)、石油工業(yè)中,很多反應(yīng)還必須使用性能良好的催化劑。例;接觸法制硫酸工業(yè)。(五)其它因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響光、磁場、超聲波、顆粒大小、溶劑性質(zhì)…等[隨堂練習(xí)]1.一般都能使反應(yīng)速率加快的方法是(B)。升溫;②改變生成物濃度;③增加反應(yīng)物濃度;④加壓(A)①②③(B)①③(C)②③(D)①②③④2.NO和CO都是汽車尾氣里的有害物質(zhì),它們能緩慢地起反應(yīng)生成氮氣和二氧化碳?xì)怏w:2NO+2CO=N2+2CO2對此反應(yīng),下列敘述正確的是(AC)(A)使用催化劑能加快反應(yīng)速率(B)改變壓強對反應(yīng)速率沒有影響(C)冬天氣溫低,反應(yīng)速率降低,對人體危害更大(D)無論外界條件怎樣改變,均對此化學(xué)反應(yīng)的速率無影響3.設(shè)C+CO22CO-Q1,反應(yīng)速率為υ1;N2+3H22NH3+Q2,反應(yīng)速率為υ2。對于上述反應(yīng),當(dāng)溫度升高時,υ1和υ2的變化情況為(A)。(A)同時增大(B)同時減?。–)υ1增大,υ2減?。―)υ1減小,υ2增大4.把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器中,產(chǎn)生H2的速率可由如圖2-1-1表示,在下列因素中,①鹽酸的濃度,②鎂條的表面積,③溶液的溫度,④氯離子的濃度,影響反應(yīng)速率的因素是(C)。(A)①④(B)③④(C)①②③(D)②③5.煅燒硫鐵礦產(chǎn)生二氧化硫,為了提高生成二氧化硫的速率,下列措施可行的是(AB)。(A)把塊狀礦石碾成粉末(B)向爐內(nèi)噴吹氧氣(C)使用Fe2O3作催化劑(D)降低體系的溫度6.在密閉容器中發(fā)生2SO2+O22SO3反應(yīng),現(xiàn)控制下列三種不同的條件:①在400℃時,10molSO2與5molO2反應(yīng);②在400℃時,20molSO2與5molO2反應(yīng);③在300℃時,10molSO2與5molO2反應(yīng);問:開始時,正反應(yīng)速率最快的是____②_;正反應(yīng)速率最慢的是_③__。教學(xué)反思:第三節(jié)化學(xué)平衡教學(xué)目標(biāo):1.能描述化學(xué)平衡建立的過程,知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義,能利用化學(xué)平衡常數(shù)計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。2.通過實驗探究溫度、濃度和壓強對化學(xué)平衡的影響,并能用相關(guān)理論加以解釋。教學(xué)重點:描述化學(xué)平衡建立的過程。教學(xué)難點:探究溫度、濃度和壓強對化學(xué)平衡的影響,并能用相關(guān)理論加以解釋。探究建議:①實驗探究:溫度對加酶洗衣粉的洗滌效果的影響。②實驗:溫度、濃度對溴離子與銅離子配位平衡的影響。③查閱資料:奇妙的振蕩反應(yīng)。④討論:合成氨反應(yīng)條件選擇的依據(jù)。課時劃分:三課時教學(xué)過程:第一課時[導(dǎo)課]我們已經(jīng)學(xué)過許多化學(xué)反應(yīng),有的能進行到底,有的不能進行到底。請同學(xué)們思考并舉例說明。[回答]學(xué)生舉例化學(xué)反應(yīng)存在的限度。[講述]化學(xué)反應(yīng)速率討論的是化學(xué)反應(yīng)快慢的問題,但是在化學(xué)研究和化工生產(chǎn)中,只考慮化學(xué)反應(yīng)進行的快慢是不夠的,因為我們既希望反應(yīng)物盡可能快地轉(zhuǎn)化為生成物,同時又希望反應(yīng)物盡可能多地轉(zhuǎn)化為生成物。例如在合成氨工業(yè)中,除了需要考慮如何使N2和H2盡快地轉(zhuǎn)變成NH3外,還需要考慮怎樣才能使更多的N2和H2轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3,后者所說的就是化學(xué)反應(yīng)進行的程度問題——化學(xué)平衡。[板書]第三節(jié)化學(xué)平衡[講述]如果對于一個能順利進行的、徹底的化學(xué)反應(yīng)來說,由于反應(yīng)物已全部轉(zhuǎn)化為生成物,如酸與堿的中和反應(yīng)就不存在什么反應(yīng)限度的問題了,所以,化學(xué)平衡主要研究的是可逆反應(yīng)的規(guī)律。[板書]一、可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)[思考]大家來考慮這樣一個問題,我現(xiàn)在在一個盛水的水杯中加蔗糖,當(dāng)加入一定量之后,憑大家的經(jīng)驗,你們覺得會怎么樣呢?[回答]開始加進去的很快就溶解了,加到一定量之后就不溶了。[追問]不溶了是否就意味著停止溶解了呢?[回答]回憶所學(xué)過的溶解原理,閱讀教材自學(xué)思考后回答:沒有停止。因為當(dāng)蔗糖溶于水時,一方面蔗糖分子不斷地離開蔗糖表面,擴散到水里去;另一方面溶解在水中的蔗糖分子不斷地在未溶解的蔗糖表面聚集成為晶體,當(dāng)這兩個相反的過程的速率相等時,蔗糖的溶解達(dá)到了最大限度,形成蔗糖的飽和溶液。[講述]所以說剛才回答說不溶了是不恰當(dāng)?shù)模荒苷f從宏觀上看到蔗糖的量不變了,溶解并沒有停止。我這里把這一過程做成了三維動畫效果,以幫助大家理解溶解過程。[動畫]演示一定量蔗糖分子在水中的溶解過程。[講解]這時候我們就說,蔗糖的溶解達(dá)到了平衡狀態(tài),此時溶解速率等于結(jié)晶速率,是一個動態(tài)平衡。[板書]溶解平衡的建立開始時v(溶解)>v(結(jié)晶)平衡時v(溶解)=v(結(jié)晶)結(jié)論:溶解平衡是一種動態(tài)平衡[探討]我們學(xué)過那些可逆反應(yīng)?可逆反應(yīng)有什么特點?[板書]二、化學(xué)平衡狀態(tài)1.定義:是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等,反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量(溶液中表現(xiàn)為濃度)可以保持恒定的狀態(tài)。[啟發(fā)]大家能否從化學(xué)平衡狀態(tài)的定義中,找出化學(xué)平衡有哪些基本特征?[回答]分析定義,歸納總結(jié),化學(xué)平衡的特征:(1)化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng);(2)達(dá)到平衡時正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率;(3)達(dá)到平衡時反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變;(4)由于化學(xué)平衡狀態(tài)時反應(yīng)仍在進行,故其是一種動態(tài)平衡。[板書]2、化學(xué)平衡的特征:(1)反應(yīng)物和所有產(chǎn)物均處于同一反應(yīng)體系中,反應(yīng)條件(溫度、壓強)保持不變。(2)達(dá)到平衡時反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變;由于化學(xué)平衡狀態(tài)時反應(yīng)仍在進行,故其是一種動態(tài)平衡。達(dá)到平衡時正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率。[講述]評價學(xué)生總結(jié)結(jié)果。大家還應(yīng)注意化學(xué)平衡狀態(tài)是維持在一定條件下的,一旦條件發(fā)生變化,平衡狀態(tài)就將遭到破壞。動態(tài)平衡也體現(xiàn)了辯證唯物主義的基本觀點,即運動是絕對的,而靜止是相對的。[思考]若對飽和溶液升溫或降溫,會有什么現(xiàn)象發(fā)生?試從化學(xué)平衡觀點解釋。[回答]學(xué)生解釋:升溫或降溫,溶解速率與結(jié)晶速率不在相等,繼續(xù)溶解或析出,直到溶解速率與結(jié)晶速率再次相等,t1時達(dá)到新的溶解平衡狀態(tài)。[追問]對于化學(xué)平衡,條件發(fā)生變化,平衡狀態(tài)怎樣發(fā)生變化呢?[實驗2-5]兩試管中各加入5ml0.1mol/LK2Cr2O7溶液,按要求操作,觀察顏色的變化。[記錄實驗卡片]滴加3~10滴濃硫酸滴加10~20滴6mol/LNaOHK2Cr2O7溶液橙色黃色[板書]3、(1)濃度對化學(xué)平衡的影響:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+橙色黃色[實驗2—6]通過學(xué)生對實驗歸納可知:增大反應(yīng)物的濃度可促使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。方程式:FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl[思考與交流]1、你使如何判斷上述化學(xué)平衡發(fā)生變化的?2、你能否推知影響化學(xué)平衡的其它因素?[板書]在其它條件不變的情況下,增大反應(yīng)物濃度,正反應(yīng)速率加快,平衡向正反應(yīng)方向移動,增大生成物濃度,逆反應(yīng)速率加快,平衡向逆反應(yīng)方向移動。[練習(xí)]填空:濃度的變化v正v逆的變化結(jié)果平衡移動平衡移動結(jié)果增大反應(yīng)物濃度減少反應(yīng)物濃度增大生成物濃度減少生成物濃度[講解](2)壓強對化學(xué)平衡的影響1.固態(tài)、液態(tài)物質(zhì)的體積受壓強影響很小,壓強不使平衡移動。2.反應(yīng)中有氣體參加:壓強減小→濃度減小→平衡向體積減小的方向移動,反之亦然。[板書](2)壓強對化學(xué)平衡的影響:①其他條件不變時,增大壓強平衡向氣體體積縮小的方向移動,減小壓強;平衡向氣體體積增大的方向移動。②如反應(yīng)前后氣體體積沒有變化的反應(yīng),改變壓強不會使平衡移動。[板書](3)溫度對化學(xué)平衡的影響:[投影]以2NO2N2O4;△H<0為例說明。[板書]在其它條件不變的情況下,溫度升高,會使化學(xué)平衡商著吸熱反應(yīng)的方向移動;溫度降低,會使化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)的方向移動。[練習(xí)]填空:溫度改變v正v逆的變化結(jié)果平衡移動平衡移動結(jié)果升高溫度降低溫度[講解]化學(xué)平衡只有在一定的條件下才能保持,當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后,如果改變濃度、壓強、溫度等反應(yīng)條件,達(dá)到平衡的反應(yīng)混合物里各組分的濃度也會隨著改變,從而達(dá)到新的平衡狀態(tài)。由此引出化學(xué)平衡的移動。[閱讀]P28相關(guān)內(nèi)容 P[板書](4)可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的破壞、新化學(xué)平衡的建立過程叫化學(xué)平衡的移動。勒沙特列原理:如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強、溫度)平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。[思考]催化劑對化學(xué)平衡有何影響?[回答]閱讀教材后回答:催化劑同等程度增加正逆反應(yīng)速率,平衡不移動。[小結(jié)]什么是化學(xué)平衡?濃度、溫度、壓強、催化劑如何影響化學(xué)平衡移動?[作業(yè)]P321、2、3、4[板書計劃]第三節(jié)化學(xué)平衡一、可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)二、化學(xué)平衡狀態(tài)1.定義:2.化學(xué)平衡的特征:3.(1)濃度對化學(xué)平衡的影響:(2)壓強對化學(xué)平衡的影響:(3)溫度對化學(xué)平衡的影響:(4)勒沙特列原理:教學(xué)反思:第二課時[復(fù)習(xí)提問]什么叫化學(xué)平衡?化學(xué)平衡的特征有哪些?[回答]化學(xué)平衡是是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等,反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量(溶液中表現(xiàn)為濃度)可以保持恒定的狀態(tài)?;瘜W(xué)平衡的特征:(1)反應(yīng)物和所有產(chǎn)物均處于同一反應(yīng)體系中,反應(yīng)條件(溫度、壓強)保持不變。(2)達(dá)到平衡時反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變;由于化學(xué)平衡狀態(tài)時反應(yīng)仍在進行,故其是一種動態(tài)平衡。達(dá)到平衡時正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率。[過渡]盡管就這么幾句話,但真正在學(xué)習(xí)中能否準(zhǔn)確把握和處理好關(guān)于化學(xué)平衡的問題,還需大家對該概念及相關(guān)特征進行深入的理解?;瘜W(xué)平衡狀態(tài)的特征,不僅包括上邊大家回答的那些,還有其他方面的特征,這就是今天咱們學(xué)習(xí)和討論的主題——化學(xué)平衡常數(shù)。[板書]三、化學(xué)平衡常數(shù)[引導(dǎo)]請同學(xué)們閱讀教材P28標(biāo)題三下面的內(nèi)容以及濃度關(guān)系數(shù)據(jù)表,分析并驗算表中所給的數(shù)據(jù),最后可以得到什么結(jié)論?[探究活動]閱讀教材和P29表2—1,對表中數(shù)據(jù)進行觀察并歸納。[總結(jié)]一定溫度下:[小結(jié)]在一定溫度下,可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,又無論反應(yīng)物起始濃度為多少,最后都能達(dá)到化學(xué)平衡。這時生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比是一個常數(shù),這個常數(shù)叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù),簡稱平衡常數(shù),用符號K表示。[板書]1.定義:在一定溫度下,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時,生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比是一個常數(shù),這個常數(shù)叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù),簡稱平衡常數(shù),用符號K表示。[練習(xí)]計算平衡常數(shù):起始時各物質(zhì)的濃度/mol·L-1平衡時各物質(zhì)的濃度/mol·L-1平衡時c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)000.010.010.0050.0050.0050.005結(jié)論:達(dá)到平衡時=1.0(常數(shù))[啟發(fā)]剛才得出的平衡常數(shù)K是由一個特殊的反應(yīng)引出的,其,但如果對于任意一個可逆化學(xué)反應(yīng):mA+nBpC+qD其平衡常數(shù)K又該如何表示呢?[回答]平衡常數(shù)實際上是平衡混合物中各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次方的乘積除以反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次方的乘積。即K=[板書]2.表達(dá)式對于任意反應(yīng)mA+nBpC+qDK=[提問]化學(xué)平衡常數(shù)實際上是化學(xué)平衡的又一特征,那么化學(xué)平衡常數(shù)K的大小有什么意義呢?[回答]了解K的意義并回答:可以從平衡常數(shù)K的大小推斷反應(yīng)進行的程度,K只受溫度影響,K越大,表示化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時生成物濃度對反應(yīng)物濃度的比越大,也就是反應(yīng)進行的程度越大,反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率也越大;反之K越小,表示反應(yīng)進行的程度越小,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越小。[板書]3.化學(xué)平衡常數(shù)的意義:K只受溫度影響,K越大,反應(yīng)進行的程度越大,反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率也越大;反之K越小,表示反應(yīng)進行的程度越小,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越小。[提問]什么叫反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率?[回答]某指定反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化=×100%[講解]根據(jù)平衡常數(shù)K的定義和表達(dá)式可知,即使是同一反應(yīng),若反應(yīng)方程式書寫不同則K的表示方式也不同。再則,這里所謂的濃度指的是氣體或溶液的濃度,對于固體、純液體的濃度一般規(guī)定為常數(shù)1,可以不寫。[練習(xí)]寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式①PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)②2HI(g)H2(g)+I2(g)③CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)④Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g)[解析]在寫表達(dá)式時注意③、④中固體物質(zhì)的濃度為1,不寫出。[答案]①K=,②K=,③K=c(CO2),④K=[板書計劃]三、化學(xué)平衡常數(shù)1.定義:在一定溫度下,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時,生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比是一個常數(shù),這個常數(shù)叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù),簡稱平衡常數(shù),用符號K表示。2.表達(dá)式對于任意反應(yīng)mA+nBpC+qDK=3.化學(xué)平衡常數(shù)的意義:K只受溫度影響,K越大,反應(yīng)進行的程度越大,反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率也越大;反之K越小,表示反應(yīng)進行的程度越小,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越小。教學(xué)反思:第三課時(第三節(jié)化學(xué)平衡習(xí)題課)[設(shè)問]是不是反應(yīng)速率越快,生成物產(chǎn)量就越高?[回答]不一定。[問題]產(chǎn)量的高低取決于什么?[回答]反應(yīng)進行的限度。[導(dǎo)課]反應(yīng)進行的限度即化學(xué)平衡移動的有關(guān)問題,下面我們處理化學(xué)平衡有關(guān)的習(xí)題。[板書]化學(xué)平衡習(xí)題課[提問]什么叫化學(xué)平衡狀態(tài)?[回答]一定條件下的可逆反應(yīng),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。[學(xué)生回答時教師板書]定義[提問]化學(xué)平衡有哪些特征?請同學(xué)們用幾個字概括。[學(xué)生回答時教師板書]特征:逆、等、動、定、變、同。[指定學(xué)生分析以上幾個字的含義][過渡]從平衡狀態(tài)的特征來看,同一反應(yīng)物的正、逆反應(yīng)速率相等就說明達(dá)到了平衡狀態(tài),那么對于不同反應(yīng)物或生成物,如何從速率間的關(guān)系證明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)呢?下面我們看一道題。[投影]例1.在一定溫度下,反應(yīng)A2(g)+B2(g)2AB(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是A.單位時間內(nèi)生成nmol的A2同時生成nmolAB。B.容器內(nèi)的總壓強不隨時間變化C.單位時間內(nèi)生成2nmol的AB,同時生成nmol的B2。D.單位時間內(nèi)生成nmolA2同時生成nmolB2。解析:A.根據(jù)生成nmolAB,說明消耗了nmolA2。而已知單位時間生成nmol的A2說明此可逆反應(yīng)生成速率不等于消耗速率,未達(dá)平衡狀態(tài)。B.該可逆反應(yīng)全是氣體且反應(yīng)前后分子數(shù)相等。故不能通過容器內(nèi)的總壓強隨時間的變化來判斷它是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。C.根據(jù)生成2nmolAB的同時生成nmolB2。“生成2nmolAB”同時說明消耗nmolB2,對于B2氣體來說其生成速率等于消耗速率。說明該可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等。D.該選項已知條件中未給出消耗A2、B2的物質(zhì)的量。因此不能說明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率間的關(guān)系。答案:C[練習(xí)]請同學(xué)們自己完成下面的練習(xí)題。1.對于一定條件下的可逆反應(yīng):A(g)+3B(g)2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)A.A、B、C的濃度不再變化。 B.容器內(nèi)總壓強不再改變C.單位時間內(nèi)生成nmolA,同時生成3nmolBD.A、B、C的分子數(shù)之比為1∶3∶2答案:AB2.在2NO2(g)N2O4(g)的可逆反應(yīng)中,下列不屬于平衡狀態(tài)的是A.反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等于生成物的產(chǎn)率。B.NO2在混合氣體中體積分?jǐn)?shù)保持不變。C.平衡體系的顏色不再改變。D.單位時間內(nèi)有1molN2O4變?yōu)镹O2的同時,有2molNO2變?yōu)镹2O4。答案:A[問題]請同學(xué)們根據(jù)以上練習(xí),總結(jié)一下化學(xué)平衡的標(biāo)志有哪些?[學(xué)生回答后教師小結(jié)并投影顯示]化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志:1.對于同一反應(yīng)物或生成物的正反應(yīng)速率等于其逆反應(yīng)速率。2.一種物質(zhì)的正反應(yīng)速率與另一種物質(zhì)的逆反應(yīng)速率之比等于方程式化學(xué)計量數(shù)之比。3.各組分的濃度或分子數(shù)或含量不隨時間改變而改變。4.反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或生成物產(chǎn)率不隨時間改變而改變。5.對于反應(yīng)前后氣體體積不相等的反應(yīng),容器內(nèi)總壓強或氣體總體積不隨時間改變而改變。6.對于反應(yīng)體系某物質(zhì)有顏色的反應(yīng),體系顏色不隨時間改變而改變。也可說明已達(dá)平衡狀態(tài)。[過渡]如何衡量一個可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,正反應(yīng)進行的程度大???[回答]用化學(xué)平衡常數(shù)的大小來衡量。[板書]化學(xué)平衡常數(shù)[問題]請同學(xué)們寫出下列反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。[投影顯示]①H2(g)+I2(g)2HI(g)②N2(g)+3H2(g)2NH3(g)教學(xué)反思:第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進行的方向教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能:(1)理解化學(xué)反應(yīng)方向判斷的焓判據(jù)及熵判據(jù);(2)能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向。2、過程與方法:通過學(xué)生已有知識及日常生活中的見聞,使學(xué)生構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)。學(xué)會運用比較、歸納、概括等方法對信息進行加工,構(gòu)建新知識。3、情感態(tài)度與價值觀:通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),使學(xué)生體會事物的發(fā)展、變化常常受多種因素的制約,要全面分析問題。教學(xué)的重點和難點焓減和熵增與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系教學(xué)方法1、應(yīng)用討論交流的方法調(diào)動學(xué)生的積極性,充分發(fā)揮學(xué)生的想象力;2、啟發(fā)學(xué)生學(xué)會歸納、概括,對信息進行加工,得出結(jié)論;3、注重從學(xué)生已有知識及日常生活的經(jīng)驗上構(gòu)建新知識。教學(xué)過程[聯(lián)想、質(zhì)疑]汽車尾氣中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃燒所產(chǎn)生的一氧化碳,它們是現(xiàn)代城市中的大氣污染物,為了減輕大氣污染,人們提出通過以下反應(yīng)來處理汽車尾氣:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g),你能否判斷這一方案是否可行?理論依據(jù)是什么?[課的引入]上述問題是化學(xué)反應(yīng)的方向的問題。反應(yīng)進行的方向、快慢和限度是化學(xué)反應(yīng)原理的三個重要組成部分。通過前三節(jié)的學(xué)習(xí)和討論,我們已經(jīng)初步解決了后兩個問題,即反應(yīng)的快慢和限度問題,這節(jié)課我們來討論反應(yīng)的方向的問題。[設(shè)問]根據(jù)生活經(jīng)驗,舉例說說我們見過的自發(fā)過程(在一定條件下不需外力作用就能自動進行的過程)。[學(xué)生討論]……[總結(jié)]生活中的自發(fā)過程很多,如:水由高處往低處流,自由落體,電流由電位高的地方向電位低的地方流,鐵器暴露于潮濕的空氣中會生銹,室溫下冰塊會融化,……這些都是自發(fā)過程,它們的逆過程是非自發(fā)的??茖W(xué)家根據(jù)體系存在著力圖使自身能量趨于“最低”和由“有序”變?yōu)椤盁o序”的自然現(xiàn)象,提出了互相關(guān)聯(lián)的焓判據(jù)和熵判據(jù),為反應(yīng)方向的判斷提供了必要的依據(jù)。[板書]一、反應(yīng)方向的焓判據(jù)。[交流討論]19世紀(jì)的化學(xué)家們曾認(rèn)為決定化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行的因素是反應(yīng)熱:放熱反應(yīng)可以自發(fā)進行,而吸熱反應(yīng)則不能自發(fā)進行。你同意這種觀點嗎?結(jié)合曾經(jīng)學(xué)習(xí)的反應(yīng)舉例說明。[學(xué)生討論交流]……[匯報交流結(jié)果]我們知道的反應(yīng)中下列反應(yīng)可以自發(fā)進行:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(aq)△H=-56KJ/mol;2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g);Al(s)+HCl(aq)=AlCl3(aq)+H2(g);CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(aq)[追問]上述反應(yīng)是吸熱還是放熱?[學(xué)生回答后總結(jié)、板書]焓判據(jù):放熱反應(yīng)過程中體系能量降低,因此具有自發(fā)進行的傾向。[指出]多數(shù)自發(fā)進行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng),但也有不少吸熱反應(yīng)能自發(fā)進行。如:N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=+56.7KJ/mol;NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)△H=+37.3KJ/mol;因此,反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的一個因素,但不是唯一因素。[板書]二、反應(yīng)方向的熵判據(jù)。[交流討論]我們知道,固體硝酸銨溶于水要吸熱,室溫下冰塊的溶解要吸熱,兩種或兩種以上互不反應(yīng)的氣體通入一密閉容器中,最終會混合均勻,這些過程都是自發(fā)的,與焓變有關(guān)嗎?是什么因素決定它們的溶解過程能自發(fā)進行?[閱讀思考]課本P37相關(guān)內(nèi)容。[匯報交流、自主學(xué)習(xí)成果]上述自發(fā)過程與能量狀態(tài)的高低無關(guān),受另一種能夠推動體系變化的因素的影響,即體系有從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向。[總結(jié)、板書]熵判據(jù):體系有自發(fā)地向混亂度增加(即熵增)方向轉(zhuǎn)變的傾向。[釋疑]如何理解“熵”的含義?[板書]混亂度:表示體系的不規(guī)則或無序狀態(tài)。[指出]混亂度的增加意味著體系變得更加無序。[板書]熵:熱力學(xué)上用來表示混亂度的狀態(tài)函數(shù)。[指出]體系的有序性越高,即混亂度越低,熵值就越小。有序變?yōu)闊o序——熵增的過程。[板書]熵值的大小判斷:(1)氣態(tài)>液態(tài)>固態(tài)(2)與物質(zhì)的量成正比[板書]反應(yīng)熵變△S=反應(yīng)產(chǎn)物總熵-反應(yīng)物總熵[講述]產(chǎn)生氣體的反應(yīng),氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),△S通常為正值,為熵增加反應(yīng),反應(yīng)自發(fā)進行。[學(xué)與問]發(fā)生離子反應(yīng)的條件之一是生成氣體。試?yán)蒙厦嬷v的熵判據(jù)加以解釋,由此你對于理論的指導(dǎo)作用是否有新的體會。[指出]有些熵減小的反應(yīng)在一定條件下也可以自發(fā)進行,如:-10℃的液態(tài)水會自動結(jié)冰成為固態(tài),就是熵減的過程(但它是放熱的);2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)△S=-39.35J·mol-1·K-1。因此,反應(yīng)熵變是與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的又一個因素,但也不是唯一因素。[板書]三、焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響。[講述]在一定條件下,一個化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行,既與反應(yīng)焓變有關(guān),又與反應(yīng)熵變有關(guān)。研究表明,在恒溫、恒壓下,判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)是:[板書]體系自由能變化(△G、單位:KJ/mol):△G=△H-T△S[指出]體系自由能變化綜合考慮了焓變和熵變對體系的影響。[板書]△H-T△S<0反應(yīng)能自發(fā)進行;△H-T△S=0反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);△H-T△S>0反應(yīng)不能自發(fā)進行。[展示][舉例]對反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+178.2KJ·mol-1△S=+169.6J·mol-1·K-1室溫下,△G=△H-T△S=178.2KJ·mol-1–298K×169.6×10-3KJ·mol-1·K-1=128KJ·mol-1>0因此,室溫下反應(yīng)不能自發(fā)進行;如要使反應(yīng)自發(fā)進行,則應(yīng)使△H-T△S<0,則T>△H/△S=178.2KJ·mol-1/0.1696KJ·mol-1·K-1=1051K。[知識應(yīng)用]本節(jié)課一開始提出處理汽車尾氣的反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g),已知,298K、101KPa下,該反應(yīng)△H=-113.0KJ·mol-1,△S=-143.5J·mol-1·K-1則△G=△H-T△S=-69.68KJ·mol-1<0因此,室溫下反應(yīng)能自發(fā)進行。[指出]但該反應(yīng)速率極慢,需要使用催化劑來加速反應(yīng)。[總結(jié)]能量判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用:1、由能量判據(jù)知∶放熱過程(△H﹤0)常常是容易自發(fā)進行;2、由熵判據(jù)知∶許多熵增加(△S﹥0)的過程是自發(fā)的;3、很多情況下,簡單地只用其中一個判據(jù)去判斷同一個反應(yīng),可能會出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果,所以我們應(yīng)兩個判據(jù)兼顧。由能量判據(jù)(以焓變?yōu)榛A(chǔ))和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)(體系自由能變化:△G=△H-T△S)將更適合于所有的反應(yīng)過程;4、過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向,不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程的速率;5、在討論過程的方向時,我們指的是沒有外界干擾時體系的性質(zhì)。如果允許外界對體系施加某種作用,就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果;6、反應(yīng)的自發(fā)性也受外界條件的影響。[課堂練習(xí)]1.下列說法正確的是()A.凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的,由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的;B.自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大,非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變;C.自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實現(xiàn);D.自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實現(xiàn)。2.自發(fā)進行的反應(yīng)一定是()A.吸熱反應(yīng);B.放熱反應(yīng);C.熵增加反應(yīng);D.熵增加或者放熱反應(yīng)。3.下列說法正確的是()A.放熱反應(yīng)一定是自發(fā)進行的反應(yīng);B.吸熱反應(yīng)一定是非自發(fā)進行的;C.自發(fā)進行的反應(yīng)一定容易發(fā)生;D.有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進行。4.250C和1.01×105Pa時,反應(yīng)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=+56.76kJ/mol,自發(fā)進
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